
實驗站設(shè)備
負(fù)責(zé)人/試用課題(PILOT proposal)聯(lián)系人
袁清習(xí)(010-88235990 yuanqx@ihep.ac.cn )?
1.?? 線站綜述
-??科學(xué)目標(biāo)
基于波帶片放大的納米分辨全場成像,實現(xiàn)快速獲得樣品的高分辨三維結(jié)構(gòu)信息、三維元素分布信息和三維元素價態(tài)分布信息。?
-?主要參數(shù)
????????l? 成像最高空間分辨率:20nm
????????l? 能量范圍:5-15keV
????????l? 樣品處光子通量:~1E11phs/s
????????l? 能量分辨率(DE/E):~1E-4
?

l? 低至20nm的全場成像獲得高分辨三維結(jié)構(gòu)信息
l? 元素吸收邊減影成像獲得高分辨三維元素分布信息
l? XANES成像獲得元素價態(tài)的高分辨三維分布信息
-?樣品環(huán)境
-?探測器
????l? Hamamatsu ORCA-Flash4.0
????l? Hamamatsu ORCA-Quest2
????l? Andor ZYLA5.5X-FO
-?制樣設(shè)備
????l? 飛秒激光加工設(shè)備
????l? 樣品預(yù)準(zhǔn)直系統(tǒng):測量顯微鏡+四軸微操作系統(tǒng)
-?? 常用附件Accessories(用戶根據(jù)需要自備)
????l? 點樣毛細(xì)管
????l? 氮化硅窗
-??配套實驗室:?HEPS輔助實驗室
TXM線站使用高能同步輻射光源軟件系統(tǒng)和ID30線站共同設(shè)計開發(fā)的數(shù)據(jù)采集軟件MambaBE進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。MambaBE包含常用的圖像采集模式和針對單圖和圖像序列的常用分析功能工具,圖像采集模式如下:
l? Single / Count / Continuous
l? Averaging / Focal series / 2D mosaic
l? Tomography (stepping) / Fly CT
l? Tomo + bg (user defined bg scheme)
l? Mosaic CT (stepping and flying scan)
l? 2D XANES / 3D XANES
l? Mocupy:HEPS ID30線站開發(fā)的單機(jī)版CT重建軟件,實現(xiàn)基于CUDA的GPU加速CT快速重建,包含圖像預(yù)處理、抖動校正、相位恢復(fù)、CT重建和數(shù)據(jù)分析等模塊,能夠離線實現(xiàn)CT數(shù)據(jù)的快速重建。
l? WebCT:HEPS CT重建軟件的網(wǎng)頁版,由ID30線站和計算與網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)共同完成在線部署,利用HEPS提供的算力實現(xiàn)在線圖像預(yù)處理及CT重建。
利用TXM近邊譜學(xué)成像獲得的富鋰NMC電池材料(LirNMC)初始態(tài)和充電態(tài)4.8V狀態(tài)下顆粒中過渡金屬元素(Mn、Co、Ni)的3D XANES數(shù)據(jù),分析得到:初始態(tài)時Mn的價態(tài)處于高價態(tài)且分布相對均勻,充電態(tài)時Mn的價態(tài)呈現(xiàn)出表面和中間較高、中間層價態(tài)偏低的分布特征,顆粒中的Co和Ni的3D XANES結(jié)果也發(fā)現(xiàn)了明顯的價態(tài)分布不均并與深度具有一定的相關(guān)性。實驗結(jié)果反應(yīng)了電池正極材料在介觀尺度上的結(jié)構(gòu)和化學(xué)復(fù)雜性和重要性,有望幫助研究人員進(jìn)一步解決富鋰正極材料的電壓衰減問題(Jin Zhang etal., Nat Commun, 2020, 11:6342)。